轉(zhuǎn)型視角下“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”教學(xué)模式的研究

王蕾，范鳳蘭，陳震，劉金玉

（河北民族師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，河北 承德 067000）

隨著我國高等教育的發(fā)展，教育部出臺了各項(xiàng)文件對高校轉(zhuǎn)型改革作出了頂層設(shè)計(jì)，提出了本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要任務(wù)、推進(jìn)機(jī)制，為應(yīng)用型本科高校發(fā)展指明了方向?！皯?yīng)用型”是在新的高等教育形勢下，培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，其重點(diǎn)是能力的培養(yǎng)。

河北民族師范學(xué)院是河北省首批應(yīng)用型轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校之一，也是教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心首批全國五所“產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”基地學(xué)校。同時(shí)，“應(yīng)用型”也是我們學(xué)校的辦學(xué)特色之一，因此需要在新的高等教育形勢下構(gòu)建滿足和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要的新的學(xué)科方向、專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系，通過更新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法和教學(xué)手段，全面提高教學(xué)水平，培養(yǎng)具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競爭能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。這就要求我們在教學(xué)中要注重學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才，從教學(xué)體系建設(shè)體現(xiàn)“應(yīng)用”二字。

1 現(xiàn)狀分析

“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”是化學(xué)工程與工藝、制藥工程、生物等專業(yè)跨專業(yè)大類課程之一，也是化工專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)核心課，是在“化工制圖”“化工原理”“物理化學(xué)”等基礎(chǔ)課程上進(jìn)行的一次綜合性訓(xùn)練的教學(xué)環(huán)節(jié)。本課程內(nèi)容繁多，涵蓋領(lǐng)域廣泛，專業(yè)性及實(shí)踐性強(qiáng)。

通過“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠?qū)⒏骺扑鶎W(xué)的理論知識有效地結(jié)合在一起，為后續(xù)的化工設(shè)計(jì)、全國化工設(shè)計(jì)大賽以及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。

從2013 年到現(xiàn)在，“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程在實(shí)施的過程中進(jìn)行了不斷的改革。隨著人才培養(yǎng)方案的修訂，“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程的課時(shí)也發(fā)生了很大的變化，從剛開始的72 學(xué)時(shí)到32 學(xué)時(shí)，再到現(xiàn)在的32 學(xué)時(shí)+16學(xué)時(shí)（實(shí)踐），課程的教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行了多次的整合與完善。

從學(xué)生的反饋來看，本課程的教學(xué)內(nèi)容較多，與其他課程如“材料力學(xué)”“高等數(shù)學(xué)”等非化工專業(yè)課程的聯(lián)系較大，再加上學(xué)生缺少化工廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此學(xué)習(xí)起來比較困難。

2 課程建設(shè)改革與實(shí)施

2.1 教學(xué)改革

（1）課程內(nèi)容改革

本課程一直以來是按照課本的知識進(jìn)行講授，由于學(xué)生沒有到相關(guān)工廠進(jìn)行實(shí)質(zhì)有效的參觀、實(shí)習(xí)，在沒有具體了解設(shè)備知識的條件下，很難建立起工程意識，而在后續(xù)的“化工原理”課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及化工設(shè)計(jì)大賽中，本課程的內(nèi)容又是必不可少的，因此為了能更好地為化工設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后學(xué)生工作打下良好的基礎(chǔ)，本課程在內(nèi)容上以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)為載體，學(xué)生通過對具體化工實(shí)例的分析完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)；在實(shí)踐過程中結(jié)合化工設(shè)計(jì)大賽的內(nèi)容下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書，學(xué)生通過查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案，完成相關(guān)設(shè)備工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)，繪制設(shè)備裝配圖，并撰寫設(shè)計(jì)說明書，從而鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。

（2）細(xì)化教學(xué)目標(biāo)

研究化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)，針對培養(yǎng)目標(biāo)中提出的應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出相應(yīng)的能力目標(biāo)；依據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生應(yīng)有的能力目標(biāo)研究本專業(yè)各個(gè)專業(yè)課程與能力目標(biāo)的關(guān)系，尤其是“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程對學(xué)生能力的培養(yǎng)；根據(jù)“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程在學(xué)生能力培養(yǎng)中的地位和作用，制定“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程的項(xiàng)目化教學(xué)模式。見表1。

表1 “化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”畢業(yè)要求與課程目標(biāo)對應(yīng)情況

（3）考核方式多樣化

之前課程的考核模式較為單一，主要是以平時(shí)作業(yè)和考試成績構(gòu)成，改革后實(shí)行的是多樣化考核模式，主要是增加了過程考核。改革后，平時(shí)成績的構(gòu)成主要有課堂互動(dòng)、課堂檢測、筆記、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等，在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和設(shè)備裝配圖的完成中需要小組合作，從而培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（4）評分標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)化

針對考核方式制定相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)，每一部分按照標(biāo)準(zhǔn)給出成績并將其公示，避免學(xué)生對成績有意見的情況出現(xiàn)，加大了成績的公開透明度，隨時(shí)對學(xué)生起到督促的作用。學(xué)生如果發(fā)現(xiàn)自己某一部分成績較低，則可以通過在另一個(gè)環(huán)節(jié)的努力提高成績。

2.2 實(shí)施方法

本課程按照由淺入深的教學(xué)模式，先介紹化工設(shè)備材料的選擇，再介紹化工容器的設(shè)計(jì)和校核，最后是典型化工設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上學(xué)生最終要根據(jù)一定的工藝條件完成化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)，將理論知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，讓其能夠全面深入地了解和掌握“化工原理”及“化工制圖”中所學(xué)知識的真正現(xiàn)實(shí)作用，為后續(xù)的化工設(shè)計(jì)、全國化工設(shè)計(jì)大賽以及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

（1）理論教學(xué)

在理論知識的學(xué)習(xí)過程中，以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)為載體，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)。在教學(xué)方式上，為了讓學(xué)生更好地理解相關(guān)知識點(diǎn)，拓展知識面，可以有效利用多媒體進(jìn)行教學(xué)。通過圖片、視頻等方式向?qū)W生展示化工設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及部件的工作原理，盡可能將課本上抽象的知識具體化、形象化，從而提高教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中，利用“雨課堂”進(jìn)行簽到、提問、檢測等互動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，活躍了課堂氣氛，也增強(qiáng)了學(xué)生對知識的掌握程度。由于課時(shí)有限，將課程相關(guān)延伸知識上傳到“對分易”的課程資源，這樣方便學(xué)生在課余時(shí)間學(xué)習(xí)。課程內(nèi)容與專業(yè)技能的關(guān)系見圖1。

以任務(wù)教學(xué)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體，將知識點(diǎn)進(jìn)行整合，將每個(gè)項(xiàng)目拆分為多個(gè)任務(wù)，在教學(xué)進(jìn)行中隨著任務(wù)的完成進(jìn)行相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，最終完成每一個(gè)具體的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)。課程實(shí)施如圖2所示，從項(xiàng)目一到項(xiàng)目五難度逐漸增加，在學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)也是對前面知識的消化。理論教學(xué)中采用雨課堂和對分課堂結(jié)合的方式進(jìn)行，通過自主學(xué)習(xí)學(xué)生寫出“亮考幫”，在課堂上通過小組討論對知識進(jìn)一步吸收。由于學(xué)生并未去過真正的化工企業(yè)，在課程教學(xué)中，學(xué)生對化工設(shè)備的理解并不是很透徹，結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，在現(xiàn)場對具體設(shè)備的構(gòu)造進(jìn)行講解，有利于學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握及后期設(shè)計(jì)的完成。

圖1 課程內(nèi)容與專業(yè)技能的關(guān)系

圖2 課程的實(shí)施

（2）實(shí)踐教學(xué)

“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)化工專業(yè)人才不可或缺的重要環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生的理論知識如材料選擇、設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)等得到全面訓(xùn)練。通過課程設(shè)計(jì)主要考核學(xué)生對理論知識的掌握及靈活運(yùn)用。在設(shè)計(jì)說明書考核中主要設(shè)置考核點(diǎn)為三部分：圖紙部分（35分）+設(shè)計(jì)部分（50分）+文字編輯（15分），此部分占最終課程設(shè)計(jì)部分的70%，其余30%為個(gè)人答辯。整個(gè)考核過程如下：

①以開放式下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)（即學(xué)生領(lǐng)到的設(shè)計(jì)任務(wù)不同），通過分析工藝條件選出合適材料，并對設(shè)備進(jìn)行計(jì)算、選型、校核，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題、解決問題的能力；②整理設(shè)計(jì)文件，繪制設(shè)備裝配圖，提高學(xué)生在文字表達(dá)、繪圖等方面的能力；③通過化工設(shè)計(jì)大賽對某些實(shí)際問題進(jìn)行多方面的考慮，并繪出設(shè)備裝配圖，培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新意識以及初步學(xué)習(xí)現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)的方法；④在學(xué)生完成上述任務(wù)的過程中，按照提前設(shè)置的考核方案對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的考量，給出成績。

課程設(shè)計(jì)雖然只有16 學(xué)時(shí)，但它是理論與實(shí)踐的橋梁，也是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)不僅可以應(yīng)用理論，驗(yàn)證理論，更重要的是體現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，學(xué)生在理解掌握知識的前提下，能夠提高應(yīng)用知識解決問題的能力。在課程設(shè)計(jì)的考核過程中，學(xué)生除了需要提交作業(yè)，還需要回答自己所提交文檔及圖紙的相關(guān)問題。答辯環(huán)節(jié)主要是考察學(xué)生對自己設(shè)計(jì)任務(wù)的理解，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的溝通能力和表達(dá)能力。

從最終學(xué)生提交的作業(yè)來看（滿分100 分，平均分74分），對于設(shè)計(jì)過程，大部分學(xué)生都能按照要求完成，但是圖紙中問題較多，繪制的設(shè)備裝配圖存在問題比較大，圖紙的繪制綜合了化工制圖等課程的知識，這反映出學(xué)生在知識遷移以及綜合運(yùn)用上存在一些不足，在后期的教學(xué)中可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的教學(xué)，比如設(shè)置過程考核節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)，雖然這樣會(huì)加大老師的工作量，但有利于學(xué)生對設(shè)計(jì)的理解，也能減少部分學(xué)生渾水摸魚蒙混過關(guān)的現(xiàn)象。

2.3 課程改革與實(shí)施初步效果

“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程建設(shè)改革與實(shí)施是以我校2017級和2018級化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生為受體展開的，對2016 級、2017 級和2018 級化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的最終成績進(jìn)行比較，結(jié)果如表2所示。

表2 “化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”期末成績分布表

從“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”期末成績分布來看，2016級學(xué)生的不及格率為7.8%，2017 級和2018 級分別降為7.5%和5.2%。60~79 分段，2016 級為72%，2017 級為76%，2018級相比下降到了50%，但值得可喜的是2018級高分段人數(shù)比例增幅明顯，相比16級的19%，18級高分占比人數(shù)為45%，增長了26%。2017 級高分人數(shù)與2016級相比稍有下降，這可能是因?yàn)槌醪礁母锖?，增加了?shí)踐考核，學(xué)生知識應(yīng)用上存在一定的不足，經(jīng)過一年的思考與探索，在2018級實(shí)施過程中，這種不足就得到了明顯的改善。這說明“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式取得了一定的效果，在以任務(wù)教學(xué)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目為載體的教學(xué)模式下，學(xué)生取得了一定的成就感，從而有了學(xué)習(xí)的積極性，最終也就具備了把課程知識點(diǎn)聯(lián)系并應(yīng)用的能力，學(xué)生分析問題、解決問題的能力也就得到了提高。

3 結(jié)束語

“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”是化工類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)核心課。在當(dāng)前“轉(zhuǎn)型”形勢下，在培養(yǎng)化工類應(yīng)用型人才中起著至關(guān)重要的作用。在理論知識的學(xué)習(xí)過程中，以項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)為載體，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式下發(fā)學(xué)習(xí)任務(wù)，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在教學(xué)方式上，借助多媒體，結(jié)合“雨課堂”“對分易”等平臺，拓展了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。注重實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，完善考核方式，加強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識的能力和工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對工程人才培養(yǎng)的需求。